2019年高考化学总复习专题18水的电离和溶液的酸碱性课件.ppt

专题十八水的电离和溶液的酸碱性,专题十八：水的电离和溶液的酸碱性,考情精解读,目录CONTENTS,考点1水的电离考点2溶液的酸碱性与pH考点3酸碱中和滴定,A考点帮知识全通关,考纲要求,命题规律,命题分析预测,知识体系构建,方法1水的电离平衡的影响因素和水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算方法2溶液pH的计算及溶液的混合、稀释规律方法3中和滴定指示剂的选择和误差分析微课13关系式法在滴定计算中的应用易错水的电离和溶液的酸碱性辨析,考向1溶液pH的相关计算考向2酸碱中和滴定曲线的应用考向3有关滴定的计算,B方法帮素养大提升,C考法帮考向全扫描,考情精解读,考纲要求命题规律命题分析预测知识体系构建,1.了解水的电离、离子积常数。2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算,考纲要求,命题规律,考情分析本专题知识在高考中属于必考知识,试题难度一般较大,常结合盐类水解、电离平衡以及离子浓度大小比较等进行综合命题,常见的命题形式:(1)结合图像考查溶液的酸碱性判断、pH的计算,以及离子浓度的大小比较等;(2)以酸碱中和滴定为载体,考查“强”滴“弱”过程中微粒浓度的变化以及其他相关知识;(3)以滴定为基础,考查相关操作和计算等。分值为48分。命题预测预计本专题依然会结合图像,考查水的电离平衡与溶液酸碱性的关系,以及pH的相关计算等;还会基于中和滴定,考查氧化还原滴定、沉淀滴定等有关计算,命题分析预测,知识体系构建,A考点帮知识全通关,考点1水的电离考点2溶液的酸碱性与pH考点3酸碱中和滴定,1.水的电离方程式水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2O+H2OH3O+OH-,可简写为H2OH+OH-。2.水的离子积常数(1)概念:在一定温度下,c(H+)与c(OH-)的乘积是一个常数,称为水的离子积常数,简称水的离子积。(2)表达式:25时,Kw=c(H+)c(OH-)=1.010-14。(3)影响因素:Kw只与温度有关。(4)适用范围:水的离子积不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液,考点1水的电离（重点）,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,不适用于含水很少的物质(如浓硫酸)。注意外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但任何时候水电离出的c(H+)和c(OH-)总是相等的。3.影响水电离平衡的因素(1)升高温度,水的电离程度增大,Kw增大。(2)加入酸或碱,水的电离程度减小,Kw不变。(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)或活泼金属(如Na),水的电离程度增大,Kw不变。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,拓展延伸水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向电离方向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,故Kw增大,但溶液仍呈中性;对于Kw,若未注明温度,一般认为是在常温下(25)。,1.溶液酸碱性的判断方法,考点2溶液的酸碱性与pH（重点）,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,2.溶液的pH(1)定义:pH=-lgc(H+)。(2)pH与溶液酸碱性的关系(25时)注意当c(H+)1molL-1或c(OH-)1molL-1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,用c(H+)或c(OH-)直接表示溶液的酸碱性更方便。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,特别提醒1.未指明温度时,pH=7不代表溶液呈中性,如100时,pH=6为中性溶液。2.溶液的酸碱性也可以用pOH表示:pOH=-lgc(OH-)。因为常温下,c(OH-)c(H+)=10-14,若两边均取负对数得:pH+pOH=14。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,3.pH的测定方法(1)pH试纸法pH试纸的使用方法:取一片pH试纸,放在洁净的表面皿或玻璃片上,用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央,变色后与标准比色卡对照读出数值。pH试纸的种类:常用的pH试纸有广范pH试纸(pH范围为114或010,可识别的pH差值约为1)和精密pH试纸(pH范围较窄,可识别的pH差值为0.2或0.3)。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,误区警示1.pH试纸不能伸入待测液中。2.pH试纸不能事先润湿(润湿相当于将溶液稀释)。用pH试纸测定的是一个粗略结果。3.用广范pH试纸测出的溶液pH只能是整数。(2)pH计测量法常用pH计来精确测量溶液的pH,读数时应保留两位小数。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(3)常用酸碱指示剂及其变色范围,1.概念用已知浓度的酸(碱)来测定未知浓度的碱(酸)的实验方法叫作酸碱中和滴定。2.原理(1)H+OH-H2O,即中和反应中酸提供的H+(总量)与碱提供的OH-(总量)的物质的量相等。,考点3酸碱中和滴定（难点）,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(2)在酸碱中和滴定过程中,开始时由于被滴定的酸(或碱)浓度较大,滴入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当滴定接近终点(pH=7)时,很少量(一滴,约0.04mL)的碱(或酸)就会引起溶液pH突变(如图所示)。注意酸碱恰好中和时溶液不一定呈中性,最终溶液的酸碱性取决于生成盐的性质,强酸强碱盐的溶液呈中性,强碱弱酸盐的溶液呈碱性,强酸弱碱盐的溶液呈酸性。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,拓展延伸1.酸式滴定管下端为玻璃塞,能耐酸和氧化剂的腐蚀,可用于盛装酸性或氧化性溶液,但不能盛装碱性溶液。2.碱式滴定管下端为橡胶管和玻璃珠,橡胶易被酸性或氧化性溶液腐蚀,所以碱式滴定管只能盛装碱性或非氧化性溶液。3.滴定管的“0”刻度在上,越往下数值越大,因为下端有一部分没有刻度,滴定管的全部容积大于它的最大刻度值。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,4.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前的准备滴定管:查漏洗涤润洗装液排气泡调液面记录。锥形瓶:洗涤装液加指示剂。(2)滴定,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(3)终点判断当滴入最后一滴标准液,溶液变色,且半分钟内不恢复为原来的颜色,视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。注意1.最后一滴:必须说明是滴入“最后一滴”溶液。2.颜色变化:必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。3.半分钟:必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不恢复为原来的颜色”。4.读数时,要平视滴定管中凹液面的最低点读取溶液的体积。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,拓展延伸巧记量器读数1.量筒量筒的小刻度在下面,因此仰视时读数偏低,俯视时读数偏高,如图甲所示。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,2.滴定管滴定管的“0”刻度在上面,因此仰视读数,视线将液面“下压”,读数偏高;俯视读数,视线将液面“上提”,读数偏低,如图乙所示。3.容量瓶容量瓶定容时,视线应与容量瓶上的刻度线相平。若仰视定容,则结果偏低;若俯视定容,则结果偏高,如图丙所示。,B方法帮素养大提升,方法1水的电离平衡的影响因素和水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算方法2溶液pH的计算及溶液的混合、稀释规律方法3中和滴定指示剂的选择和误差分析微课13关系式法在滴定计算中的应用易错水的电离和溶液的酸碱性辨析,方法1水的电离平衡的影响因素和水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算,方法解读：,1.外界因素对水的电离的影响,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,盐溶液,(4),水解呈酸性或碱性的盐溶液中,H+和OH-均来源于水的电离。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,示例12013新课标全国卷,9,6分短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是A.W2-、X+B.X+、Y3+C.Y3+、Z2-D.X+、Z2-思维导引,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,解析O2-能结合水电离出的H+,生成OH-,促进水的电离;Al3+属于弱碱阳离子,与水电离出的OH-结合形成弱电解质从而促进水的电离;S2-是弱酸根阴离子,与水电离出的H+结合,形成HS-,从而促进水的电离;Na+对水的电离无影响,C项符合题意。答案C,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,示例2在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。下列有关说法中正确的是A.若从a点到c点,可采用在水中加入酸的方法B.b点对应的醋酸中由水电离出的c(H+)=10-6molL-1C.c点对应溶液的Kw大于d点对应溶液的KwD.T时,0.05molL-1Ba(OH)2溶液的pH=11,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,解析a点对应的c(H+)和c(OH-)相等,c点对应的c(H+)和c(OH-)也相等,溶液一定呈中性,从a点到c点,可以采用升温的方法,A项错误;Kw只与温度有关,同温度下不同酸碱性溶液的Kw相同,a点和b点对应溶液的Kw都是10-14,c点和d点对应溶液的Kw都是10-12,酸和碱溶液都会抑制水的电离,酸溶液中由水电离出的c水(H+)与溶液中的c(OH-)相等,即b点时c水(H+)=c(OH-)=10-8molL-1,B、C项均错误;T时,Kw=10-12,0.05molL-1Ba(OH)2溶液中c(H+)=10-11molL-1,pH=11,D项正确。答案D,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,突破攻略1.水电离出来的c(H+)与c(OH-)始终相等。2.当抑制水的电离时(如酸或碱溶液),c(H+)、c(OH-)中数值较小的是水电离出来的。具体如表所示:,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,3.当促进水的电离时(如盐的水解),c(H+)、c(OH-)中数值较大的是水电离出来的。具体如表所示:,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,拓展变式1某温度下,有pH相同的H2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液,在H2SO4溶液中由水电离的H+浓度为10-amolL-1,在Al2(SO4)3溶液中由水电离的H+浓度为10-bmolL-1,则此温度下的Kw为（）A.10-14B.10-2aC.10-(a+b)D.10-(7+a)1.C设该温度下Kw=10x，则H2SO4溶液中c(H+)=10a-xmolL1，由题意知a-x=-b，即x=a+b，选项C正确。,方法2溶液pH的计算及溶液的混合、稀释规律,方法解读：,1.溶液pH的计算(1)一图看懂溶液pH计算的整体思路,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(2)两种方法单一溶液,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,混合溶液,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(3)等体积的强酸(pH1)与弱碱(pH2)混合(25)若pH1+pH2=14,由于弱碱过量,pH混7。(4)等体积的弱酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25)若pH1+pH2=14,由于弱酸过量,pH混c(M+)c(OH-)c(H+),专题十八水的电离和溶液的酸碱性,思维导引本题为电离平衡图像题,需要考生结合选项要求,从图像中提取有用信息进行解答。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,解析由图可知,稀释前ROH溶液的pH=13,稀释100倍时pH=11,故ROH为强碱,而稀释前MOH的pH=12,稀释100倍时pH=11,故MOH为弱碱。由ROHR+OH-、MOHM+OH-可知,在A点时,两种溶液的c(OH-)相等,则c(M+)=c(R+),A项正确;稀释前,ROH溶液的物质的量浓度为0.1mol/L,MOH溶液的物质的量浓度大于0.01mol/L,则ROH溶液的物质的量浓度小于MOH溶液的物质的量浓度的10倍,B项错误;稀释前的ROH溶液与等体积pH=1的H2SO4溶液混合后恰好中和生成盐和水,溶液显中性,C项错误;MOH为弱碱,等体积、等浓度的MOH溶液与盐酸混合,反应生成强酸弱碱盐,水解显酸性,故c(H+)c(OH-),D项错误。答案A,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,拓展变式3(1)体积相同,浓度均为0.2mol/L的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释10倍,溶液的pH分别变成m和n,则m与n的关系为。(2)体积相同,浓度均为0.2mol/L的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m与n的关系为。(3)体积相同,pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m与n的关系为。(4)体积相同,pH均等于13的氨水和NaOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成9,则m与n的关系为。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,3.(1)mn(3)mn解析(1)等浓度的盐酸和醋酸稀释过程的图像如图甲所示。分别加水稀释10倍后,二者的浓度仍相同,由于HCl是强电解质,CH3COOH是弱电解质,HCl的电离程度大于CH3COOH的电离程度,因此盐酸中的氢离子浓度大于醋酸中的氢离子浓度,因此有mn。(3)由于醋酸中存在电离平衡,在稀释过程中CH3COOH会继续电离出H+,其稀释过程的图像如图乙所示。若稀释后溶液的pH都变成3(画一条平行于x轴的水平线),易得mn。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,图甲图乙,方法3中和滴定指示剂的选择和误差分析,方法解读：,1.常见滴定类型中指示剂的选择,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(2)误差分析以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(甲基橙作指示剂)为例,常见的因操作不当而引起的误差有:,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,3.滴定曲线的图像分析(1)注意纵横坐标含义:一般横坐标为滴加酸(或碱)溶液的体积,纵坐标为溶液的pH。(2)注意起点时的pH:可以通过起点时的pH判断溶液的浓度。(3)注意“滴定终点”“恰好中和”“呈中性”的不同。滴定终点:指示剂变色时即“达到了滴定的终点”,通常与理论终点存在着一定的误差(允许误差),而指示剂变色点都不是pH=7的情况。恰好中和:指酸和碱恰好完全反应生成盐和水的时刻,此时的溶液不一定呈中性。呈中性:溶液中的氢离子浓度等于氢氧根离子浓度(常温下pH=7)。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,示例5某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来滴定未知物质的量浓度的NaOH溶液,选择甲基橙作指示剂。(1)用标准盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手控制酸式滴定管的活塞,右手振荡锥形瓶,眼睛注视_。直到当加入最后一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并_为止。(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度偏低的是。A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失D.读取盐酸体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为mL,终点读数为mL,所用盐酸的体积为mL。思维导引明确酸碱中和滴定的操作步骤、关键步骤的注意点,引起误差的原因及导致的结果等几个方面,就能顺利地解答本题。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(3)读数时,以凹液面的最低点为基准。答案(1)锥形瓶内溶液颜色的变化半分钟内不恢复原来的颜色(2)D(3)0.1025.9025.80突破攻略酸碱中和滴定实验口诀:水液洗器切分明,查漏赶气再调零;待测液中加试剂,左手控制右手动;瓶下垫纸眼观色,读数要与切面平;强碱滴酸用酚酞,强酸滴碱甲基橙;使用酸式滴定管,不盛碱液切记清。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,拓展变式4已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.610-5。该温度下向20mL0.01molL-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01molL-1的KOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答有关问题:,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(1)a点溶液中c(H+)为molL-1。(2)a、b、c三点中水的电离程度最大的是。滴定过程中宜选用作指示剂。(3)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的是。A.滴定终点读数时俯视读数B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测醋酸溶液润洗C.锥形瓶水洗后未干燥D.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(4)若向20.00mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,下列变化趋势正确的是。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,微课13关系式法在滴定计算中的应用,微点解读：,近年出现的滴定计算主要包括中和反应滴定法、氧化还原反应滴定法及沉淀滴定法,总结如下:,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,示例62016天津理综,9,18分水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mgL-1。我国地表水环境质量标准规定,生活饮用水源的DO不能低于5mgL-1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,c.向烧瓶中依次迅速加入1mLMnSO4无氧溶液(过量)、2mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应完全。d.搅拌并向烧瓶中加入2mLH2SO4无氧溶液,至反应完全,溶液为中性或弱酸性。e.从烧瓶中取出40.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.01000molL-1Na2S2O3溶液进行滴定,记录数据。f.g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。回答下列问题:,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(1)配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中氧的简单操作为。(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是。滴定管注射器量筒(3)搅拌的作用是。(4)配平反应的方程式,其化学计量数依次为。(5)步骤f为。(6)步骤e中达到滴定终点的标志为。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL,水样的DO=mgL-1(保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标:(填“是”或“否”)。,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个)。解析本题考查化学实验,意在考查考生运用相关化学原理解决实际问题的能力。(1)气体的溶解度随温度的升高而减小,所以除去水中氧的简单操作是将溶剂水煮沸。(2)向封闭式体系中添加液体试剂最宜选择的仪器是注射器。(3)搅拌可使溶液混合均匀,使反应快速完成。(4)该反应是氧化还原反应,依据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒即可完成配平。(5)定量实验要求,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,易错水的电离和溶液的酸碱性辨析,易混易错,1.某溶液的pH=7,该溶液一定呈中性吗?辨析不一定。在25时,水的离子积常数Kw=1.010-14,c(H+)=1.010-7mol/L,pH=7。但Kw受温度的影响,当温度升高时,Kw增大,c(H+)和c(OH-)都增大,pH减小;同理当温度降低时,pH增大。但无论pH如何变化,纯水一定呈中性。2.pH=14的溶液,碱性最强。辨析错误。常温下,pH的使用范围在014之间,pH=14的溶液,c(H+)=1.010-14mol/L,c(OH-)=1mol/L,而c(OH-)1mol/L的溶液都比,专题十八水的电离和溶液的酸碱性,pH=14的溶液的碱性强,只是这时用pH表示溶液酸碱性不方便。3.中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时,二者恰好反应。辨析错误。酸碱完全反应时,n(H+)=n(OH-),但酸与碱的物质的量不一定相等,因为酸有一元酸、多元酸之分,碱也有一元碱和多元碱之别。4.酸碱中和滴定实验中,达到滴定终点时酸碱恰好反应。辨析错误。酸碱恰好反应是指酸提供的H+与碱提供的OH-恰好完全反应,此时溶液可能呈中性,也可能呈酸性或碱性;而滴定终点是指示剂颜色恰好变化的点,二者不完全相同,选择指示剂时,应使酸碱恰好反应时溶液的pH落在指示剂变色的pH范围之内。,C考法帮考向全扫描,考向1溶液pH的相关计算考向2酸碱中和滴定曲线的应用考向3有关滴定的计算,近几年有关本专题的考查情况有:1.在新情境下,考查水的电离平衡及与Kw的关系,以及影响水的